(57)【要約】  ブローバイガスとともに吸気通路に還流されるＮＯｘの質量流量を精度良く求めて、その結果に基づいて内燃機関の状態を正確に診断できるようにする。  本発明の内燃機関の制御装置は、ブローバイガスが還流される位置よりも下流において吸気通路内のＮＯｘ濃度を計測するとともに、同じく前記位置よりも下流において吸気通路内の酸素濃度を計測する。また、吸気通路内に取り込まれる新気の質量流量を計測する。そして、酸素濃度と新気の質量流量とから吸気通路に還流されたブローバイガスの質量流量を計算する。次に、新気の質量流量とブローバイガスの質量流量とから吸気通路内の全ガスの質量流量を計算する。そして、全ガスの質量流量とＮＯｘ濃度とから前記吸気通路内のＮＯｘの質量流量を計算する。本制御装置は、このようにして計算されたＮＯｘの質量流量に基づいて内燃機関の状態を診断する。
2011092823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路にブローバイガスが還流される内燃機関の制御装置において、
ブローバイガスが還流される位置よりも下流において前記吸気通路内のＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘ濃度計測手段と、
ブローバイガスが還流される位置よりも下流において前記吸気通路内の酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記吸気通路内に取り込まれた新気の質量流量を計測する新気質量流量計測手段と、
酸素濃度と新気の質量流量とから前記吸気通路に還流されたブローバイガスの質量流量を計算するブローバイガス質量流量計算手段と、
新気の質量流量とブローバイガスの質量流量とから前記吸気通路内の全ガスの質量流量を計算する全ガス質量流量計算手段と、
全ガスの質量流量とＮＯｘ濃度とから前記吸気通路内のＮＯｘの質量流量を計算するＮＯｘ質量流量計算手段と、
ＮＯｘの質量流量に基づいて前記内燃機関の状態を診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記診断手段は、
ＮＯｘの質量流量が所定値以上の場合に、ＮＯｘの発生を低減させるように前記内燃機関のアクチュエータを操作するＮＯｘ低減手段を含む
ことを特徴とする請求の範囲１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
排気ガスの空燃比を計測する排気空燃比計測手段と、
新気の質量流量と目標空然比とから燃料噴射量を計算する燃料噴射量計算手段と、
排気空然比と目標空然比との偏差から燃料噴射量の補正量を計算する補正量計算手段と、
をさらに備え、
前記診断手段は、
ＮＯｘの質量流量が所定値以下の場合、燃料噴射量の減量補正量が所定値以上かどうか判定し、その判定結果に基づいて前記内燃機関の状態を診断する手段を含む
ことを特徴とする請求の範囲１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記ＮＯｘ濃度計測手段は、前記酸素濃度計測手段と共有する１つのＮＯｘセンサによって前記吸気通路内のＮＯｘ濃度を計測し、
前記酸素濃度計測手段は、前記ＮＯｘセンサによって前記吸気通路内の酸素濃度を計測することを特徴とする請求の範囲１乃至３の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
吸気通路にブローバイガスが還流される内燃機関においてブローバイガスとともに前記吸気通路に還流されたＮＯｘの質量流量を計測する装置であって、
前記吸気通路のブローバイガスが還流される位置よりも下流側に取り付けられたＮＯｘセンサと、
前記吸気通路の入口に取り付けられたエアフローメータと、
前記ＮＯｘセンサ及びエアフローメータの各信号を処理する信号処理装置と、
を備え、
前記信号処理装置は、
前記ＮＯｘセンサの信号をＮＯｘ濃度に変換するＮＯｘ濃度計測ユニットと、
前記ＮＯｘセンサの信号を酸素濃度に変換する酸素濃度計測ユニットと、
前記エアフローメータの信号を新気の質量流量に変換する新気質量流量計測ユニットと、
酸素濃度と新気の質量流量とから前記吸気通路に還流されたブローバイガスの質量流量を計算するブローバイガス質量流量計算ユニットと、
新気の質量流量とブローバイガスの質量流量とから前記吸気通路内の全ガスの質量流量を計算する全ガス質量流量計算ユニットと、
全ガスの質量流量とＮＯｘ濃度とから前記吸気通路内のＮＯｘの質量流量を計算するＮＯｘ質量流量計算ユニットと、
を含むことを特徴とする計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路にブローバイガスが還流される内燃機関の制御装置、及び、そのような制御装置に用いて好適な、ブローバイガスとともに吸気通路に還流されるＮＯｘの質量流量の計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の内部では、シリンダとピストンの隙間からクランクケース内に吹き抜けるブローバイガスが発生する。ブローバイガスには未燃のＨＣ成分が高い濃度で含まれていることから、ブローバイガスをそのまま大気中に放出することは行われない。一般の内燃機関では、ブローバイガスは吸気通路に還流されて再燃焼によって処理される。【０００３】
ブローバイガスには、燃焼によって生成されたＮＯｘが含まれている。このため、ブローバイガスに含まれるＮＯｘの濃度によっては、ブローバイガスが吸気通路に還流された場合に内燃機関の燃焼が悪化するおそれがある。この問題に関し、特開２００６−１３８２４２号公報では、ブローバイガス還流通路に取り付けたＮＯｘセンサによってブローバイガスのＮＯｘ濃度を計測し、ＮＯｘ濃度が許容限度を超えている場合には吸気通路へのブローバイガスの還流を停止することが提案されている。【０００４】
ところで、ブローバイガスにはオイルや燃料と反応して内燃機関の潤滑性能を低下させる特性がある。その特性の主要因になっているのが、ブローバイガスに含まれるＮＯｘである。ＮＯｘがオイルや燃料と重合反応を起こすことでスラッジが生成される。クランクケース内で生成されたスラッジは、オイルの潤滑特性を悪化させる。一方、ブローバイガスが吸気通路に還流される場合には、ＮＯｘとオイルや燃料との重合反応によって吸気通路内でスラッジが生成される。このスラッジはデポジットとなって吸気通路内に堆積し、内燃機関の吸気効率を悪化させる。【０００５】
スラッジの生成量はオイルや燃料の周囲の空間に存在するＮＯｘの質量と相関がある。したがって、内燃機関の状態を正確に診断して適切な制御を行う上で、ＮＯｘの質量は重要な情報であると言える。クランクケース内のＮＯｘの質量に関しては、クランクケース内のＮＯｘ濃度によって代表することができる。クランクケース内は圧力と容積とが一定であり、クランクケース内の全ガスの質量に変化はないためである。一方、吸気通路内のＮＯｘの質量（詳しくは、質量流量）に関しては、吸気通路内は圧力の変化が大きく全ガスの質量流量が大きく変化するため、ＮＯｘ濃度によって代表することはできない。吸気通路内でのスラッジの生成状況について診断するには、ブローバイガスとともに吸気通路に還流されるＮＯｘの質量流量そのものを計算する必要がある。【０００６】
しかしながら、これまでのところ、吸気通路内のＮＯｘの質量流量を正確に求める方法については提案されていない。前述のように、特開２００６−１３８２４２号公報には、ブローバイガス還流通路にセンサを配置してＮＯｘ濃度を計測することは記載されているものの、ＮＯｘの質量流量の計測については何ら触れられていない。仮に、この公報に記載の技術を前提にしてＮＯｘの質量流量を求めるのであれば、全ブローバイガスの質量流量が情報として必要になる。全ブローバイガスの質量流量にＮＯｘ濃度を乗じた値がＮＯｘの質量流量になるからである。ところが、ブローバイガス還流通路は吸気通路に比較して極めて細いために、エアフローメータ等の質量流量計を設けることは難しい。また、ブローバイガス還流通路にＮＯｘセンサを取り付けることにも問題はある。ＮＯｘセンサの設置によって増大した圧損によってブローバイガスの流通が阻害されるおそれがあるだけでなく、水分の影響によって計測自体を正確に行えないおそれもある。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ブローバイガスとともに吸気通路に還流されるＮＯｘの質量流量を精度良く求めて、その結果に基づいて内燃機関の状態を正確に診断できるようにすることを目的とする。
【０００８】
このため、本発明は次のような内燃機関の制御装置を提供する。
【０００９】
本発明の制御装置は、吸気通路にブローバイガスが還流される内燃機関の制御装置である。本制御装置は、ブローバイガスが還流される位置よりも下流において前記吸気通路内のＮＯｘ濃度を計測するとともに、同じく前記位置よりも下流において前記吸気通路内の酸素濃度を計測する。ＮＯｘ濃度の計測にはＮＯｘセンサを用いることができる。同ＮＯｘセンサを用いて酸素濃度を計測することもできる。また、本制御装置は、前記吸気通路内に取り込まれる新気の質量流量を計測する。
【００１０】
本制御装置は、以上３種の計測値に基づいた計算によって前記吸気通路内のＮＯｘの質量流量を得る。先ず、本制御装置は、酸素濃度と新気の質量流量とから前記吸気通路に還流されたブローバイガスの質量流量を計算する。次に、新気の質量流量とブローバイガスの質量流量とから前記吸気通路内の全ガスの質量流量を計算する。そして、全ガスの質量流量とＮＯｘ濃度とから前記吸気通路内のＮＯｘの質量流量を計算する。本制御装置は、このようにして計算されたＮＯｘの質量流量に基づいて前記内燃機関の状態を診断する。
【００１１】
診断の方法としては、ＮＯｘの質量流量を所定の閾値と比較することが挙げられる。例えば、ＮＯｘの質量流量が許容限界である所定値以上の場合には、ＮＯｘとオイルや燃料との重合反応によってスラッジが生成されやすい状態になっているものと診断することができる。その場合、好ましくは、ＮＯｘの発生を低減させるように前記内燃機関のアクチュエータを操作する。そうすることで、ＮＯｘとオイルや燃料との重合反応によって生成されたスラッジが吸気通路内にデポジットとして堆積するのを抑えることができる。
【００１２】
本制御装置は、新気の質量流量と目標空然比とから燃料噴射量を計算するとともに、排気空然比と目標空然比との偏差から燃料噴射量の補正量を計算する空燃比フィードバック制御を行うことができる。空燃比フィードバック制御が行われるのであれば、ＮＯｘの質量流量が所定値以下の場合、燃料噴射量の減量補正量が所定値以上かどうか判定することで、前記内燃機関の状態を診断することができる。具体的には、前記内燃機関の状態としてオイルの燃料希釈を診断することができる。オイルの燃料希釈が進むと、クランクケース内でオイルから蒸発するＨＣの量が増大する。すると、クランクケース内でのＮＯｘとＨＣとの重合反応が促進され、結果、クランクケース内のＮＯｘの量が少なくなって吸気通路に還流されるＮＯｘの質量流量は低下する。燃料噴射量の減量補正量は、ブローバイガスに含まれるＨＣの量が多いほど、すなわち、クランクケース内でオイルから蒸発するＨＣの量が多いほど大きくなる。したがって、ＮＯｘの質量流量が少なくなっていると同時に、燃料噴射量の減量補正量も大きくなっているのであれば、前記内燃機関の内部でオイルの燃料希釈が進んでいると判断することができる。一方、ＮＯｘの質量流量は少なくなっているが、燃料噴射量の減量補正量は大きくなっていないのであれば、他の原因、例えば燃料系の何らかの異常の可能性があると判断することができる。
【００１３】
また、上記の目的のため、本発明は次のような計測装置も提供する。
【００１４】
本発明の計測装置は、吸気通路にブローバイガスが還流される内燃機関においてブローバイガスとともに前記吸気通路に還流されたＮＯｘの質量流量を計測する装置である。本計測装置は、２つのセンサとその信号を処理する信号処理装置とによって構成される。１つのセンサは、前記吸気通路のブローバイガスが還流される位置よりも下流側に取り付けられたＮＯｘセンサであり、もう１つのセンサは、前記吸気通路の入口に取り付けられたエアフローメータである。
【００１５】
前記ＮＯｘセンサの信号からは前記吸気通路内のＮＯｘ濃度と酸素濃度とを得ることができる。前記エアフローメータの信号からは前記吸気通路内に取り込まれる新気の質量流量を得ることができる。信号処理装置は、ＮＯｘ濃度計測ユニットによって前記ＮＯｘセンサの信号をＮＯｘ濃度に変換し、酸素濃度計測ユニットによって前記ＮＯｘセンサの信号を酸素濃度に変換する。また、信号処理装置は、新気質量流量計測ユニットによって前記エアフローメータの信号を新気の質量流量に変換する。
【００１６】
信号処理装置は、以上３種の計測値に基づいた計算によって前記吸気通路内のＮＯｘの質量流量を算出する。まず、ブローバイガス質量流量計算ユニットにおいて、酸素濃度と新気の質量流量とから前記吸気通路に還流されたブローバイガスの質量流量が計算される。次に、全ガス質量流量計算ユニットにおいて、新気の質量流量とブローバイガスの質量流量とから前記吸気通路内の全ガスの質量流量が計算される。そして、ＮＯｘ質量流量計算ユニットにおいて、全ガスの質量流量とＮＯｘ濃度とから前記吸気通路内のＮＯｘの質量流量、すなわち、ブローバイガスとともに前記吸気通路に還流されたＮＯｘの質量流量が計算される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用される内燃機関のシステム図である。
【図２】本発明の実施の形態としての制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態において制御装置により行われる一連の処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図３の各図を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態の制御装置が適用される内燃機関のシステム構成を示す図である。本実施の形態にかかる内燃機関２は、点火装置２４を備えた火花点火式の４ストロークレシプロエンジン（以下、単にエンジンという）である。また、本実施の形態のエンジン２は、筒内インジェクタ２６によって燃料を筒内に直接噴射する直噴エンジンでもあり、排気ガスのエネルギを利用して新気を圧縮するターボ過給機１２を備えたターボエンジンでもある。
【００２０】
本実施の形態のエンジン２は、２つのブローバイガス還流通路１８，２２を備えている。一方のブローバイガス還流通路１８は、シリンダブロック４の内部と吸気通路８のスロットル１６よりも下流側とを、より詳しくは、シリンダブロック４の内部とサージタンク１４とを接続するガス通路であって、サージタンク１４との接続部付近にＰＣＶバルブ２０が設けられている。もう一方のブローバイガス還流通路２２は、シリンダヘッド６の内部と吸気通路８のスロットル１６よりも上流側とを、より詳しくは、シリンダヘッド６の内部と吸気通路８のターボ過給機１２よりも上流側とを接続するガス通路であって、ＰＣＶバルブ２０のようなチェックバルブは設けられていない。
【００２１】
また、本実施の形態のエンジン２は、排気通路１０から吸気通路８へ排気ガスを還流させるＥＧＲ通路２８を備えている。ＥＧＲ通路２８にはＥＧＲバルブ３０が設けられている。ＥＧＲ通路２８の吸気通路８との接続位置は、ブローバイガス還流通路１８の吸気通路８との接続位置よりも下流側とされている。
【００２２】
本実施の形態のエンジン２の制御系には、制御装置としてのＥＣＵ１００が備えられる。ＥＣＵ１００は、エンジン２のシステム全体を総合制御する制御装置である。ＥＣＵ１００の出力側には、前述の点火装置２４、筒内インジェクタ２６、ＰＣＶバルブ２０、ＥＧＲバルブ３０等のアクチュエータが接続され、ＥＣＵ１００の入力側には、エアフローメータ４０、空燃比センサ４４、Ｏ２センサ４６、ＮＯｘセンサ４２等のセンサが接続されている。エアフローメータ４０は吸気通路の入口に設けられている。空燃比センサ４４とＯ２センサ４６は何れも排気通路１０に設けられ、空燃比センサ４４は上流側三元触媒３２のさらに上流側に、Ｏ２センサ４６は上流側三元触媒３２と下流側三元触媒３４との間に配置されている。ＮＯｘセンサ４２の取り付け位置は本実施の形態の１つの特徴であって、吸気通路８のブローバイガス還流通路１８との接続位置よりも下流側、より正確には、吸気通路８のＥＧＲ通路２８との接続位置よりも下流側とされている。ＥＣＵ１００は、各センサからの信号を受けて所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを操作する。なお、ＥＣＵ１００に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示すように他にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
【００２３】
ＥＣＵ１００により行われるエンジン制御の一つに、排気空然比を目標空然比に一致させるための空燃比フィードバック制御がある。ＥＣＵ１００による空燃比フィードバック制御では、まず、エアフローメータ４０の信号から計測される新気の質量流量と目標空然比である理論空燃比とから燃料噴射量の基本量が計算される。そして、空燃比センサ４４の信号とＯ２センサ４６の信号とから排気空然比が計測され、排気空然比と目標空然比との偏差から燃料噴射量の補正量が計算される。こうして計算される燃料噴射量の補正量には、吸気通路８に還流されるブローバイガスが影響する。つまり、ブローバイガスにはＨＣが含まれているので、その分、筒内インジェクタ２６からの燃料噴射量を減らすように補正量が設定される。そして、ブローバイガスに含まれるＨＣの量が多いほど、燃料噴射量の減量補正量は大きい値とされる。
【００２４】
さらに、ＥＣＵ１００には、ブローバイガスとともに吸気通路８に還流されるＮＯｘの質量流量を計測する機能が備えられている。図２は、ＥＣＵ１００のそのような機能に着目した場合のブロック図である。ＥＣＵ１００はＮＯｘセンサ４２とエアフローメータ４０からそれぞれ信号を取り込み、それら信号を処理することによってＮＯｘの質量流量を求める。
【００２５】
図２では、ＥＣＵ１００は７つの信号処理ユニット１０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，１１４の組み合わせで表現されている。これら信号処理ユニットは、それぞれが専用のハードウェアで構成されていてもよいし、ハードウェアは共有してソフトウェアによって仮想的に構成されるものでもよい。以下、ＥＣＵ１００の計測装置としての機能を信号処理ユニットごとに説明する。
【００２６】
信号処理ユニット１０２は、ＮＯｘセンサ４２の信号を取り込み、その信号を吸気通路８内のＮＯｘ濃度に変換する。信号処理ユニット１０４は、同じくＮＯｘセンサ４２の信号を取り込み、その信号を吸気通路８内の酸素濃度に変換する。一般的なＮＯｘセンサ４２からは、ＮＯｘ濃度に応じた信号と酸素濃度に応じた信号とを同時に得ることができる。信号処理ユニット１０６は、エアフローメータ４０の信号を取り込み、その信号を吸気通路８に取り込また新気の質量流量に変換する。
【００２７】
信号処理ユニット１０８は、酸素濃度と新気の質量流量とから吸気通路８に還流されたブローバイガスの質量流量を計算する。吸気通路８内の酸素濃度をＯ２ｉｎ、新気の質量流量をＧａ、ブローバイガスの質量流量をＧｂとすると、それらの相関は次の式（１）によって表される。ただし、式（１）は空然比フィードバック制御によって空然比がストイキに制御されていることを前提としている。空然比がストイキに制御されている状況では、ブローバイガスに含まれる酸素の量は限りなくゼロになる。一方、新気に含まれる酸素の量は、常に２０％で一定であると考えることができる。
【数１】
2011092823.tif 000003
【００２８】
式（１）を変形してブローバイガスの質量流量Ｇｂの計算式としたのが次の式（２）である。信号処理ユニット１０８は、信号処理ユニット１０４で得られた酸素濃度Ｏ２ｉｎと、信号処理ユニット１０６で得られた新気の質量流量Ｇａとを式（２）に代入する。
【数２】
2011092823.tif 000004
【００２９】
なお、ここでいうブローバイガスとは、あくまでもシリンダとピストンの隙間からクランクケース内に吹き抜けたガスであって、ブローバイガス還流通路１８，２２を流れるガスとは必ずしも同一ではない。チェックバルブのないブローバイガス還流通路２２では、ガスの流れ方向が逆方向になる場合がある。その場合、クランクケース内には吸気通路８からブローバイガス還流通路２２を経由して新気（掃気ガス）が取り込まれるため、ブローバイガス還流通路１８には新気によって希釈されたブローバイガスが流れることになる。式（２）で算出される質量流量Ｇｂは、ブローバイガス還流通路１８を流れる全ガスの質量流量ではなく、その中のブローバイガス分のみの質量流量である。
【００３０】
ＥＧＲバルブ３０が開かれている場合には、式（２）で計算されるブローバイガスの質量流量Ｇｂの中には、吸気通路８に還流されるＥＧＲガスの質量流量が含まれることになる。ＥＧＲガスもブローバイガスと同様にその酸素濃度はほとんどゼロであるので、式（２）においてブローバイガスにＥＧＲガスに含めることができる。
【００３１】
信号処理ユニット１１０は、信号処理ユニット１０６で得られた新気の質量流量Ｇａと、信号処理ユニット１０６で得られたブローバイガスの質量流量Ｇｂとを足し合わせる。そうして得られる値は吸気通路８内の全ガスの質量流量を表している。
【００３２】
信号処理ユニット１１２は、全ガスの質量流量とＮＯｘ濃度とから吸気通路内のＮＯｘの質量流量を計算する。吸気通路８内のＮＯｘ濃度をＮＯＸ、ＮＯｘの質量流量をＧｎｏｘとすると、ＮＯｘの質量流量Ｇｎｏｘの計算式は次の式（３）によって表される。式（３）で算出される質量流量Ｇｎｏｘが、クランクケース内で発生したブローバイガスとともに吸気通路８に還流されるＮＯｘの質量流量である。
【数３】
2011092823.tif 000005
【００３３】
なお、ＥＧＲバルブ３０が開かれている場合には、式（３）で計算されるＮＯｘの質量流量Ｇｎｏｘの中には、ＥＧＲガスに含まれるＮＯｘの質量流量も含まれることになる。ＮＯｘセンサ４２は、吸気通路８のブローバイガス還流通路１８との接続位置よりも下流側で、且つ、ＥＧＲ通路２８との接続位置よりも下流側に取り付けられているので、ブローバイガスに含まれるＮＯｘだけでなく、ＥＧＲガスに含まれるＮＯｘも含めた吸気通路内の全ＮＯｘを検知することができる。
【００３４】
本実施の形態では、以上の６つの信号処理ユニット１０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１２によって構成される信号処理装置と、ＮＯｘセンサ４２及びエアフローメータ４０とによって、本発明のＮＯｘの質量流量の計測装置が構成されている。
【００３５】
残る信号処理ユニット１１４は、ＥＣＵ１００が有する診断機能に関係する。信号処理ユニット１１４には、信号処理ユニット１１２で得られたＮＯｘの質量流量が入力される。信号処理ユニット１１４は、記憶している診断プログラムに従ってＮＯｘの質量流量からエンジン２の状態を診断する。
【００３６】
信号処理ユニット１１４によって行われる診断は次の２つである。信号処理ユニット１１４は、最初に診断１を行い、診断１の結果が良好であった場合に続けて診断２を行う。
診断１：吸気通路８内にデポジットが堆積しやすい状態であるかどうか
診断２：クランクケース内のオイルの燃料希釈が進んでいるかどうか
【００３７】
診断１では、信号処理ユニット１１２から入力されたＮＯｘの質量流量と所定の閾値１とが比較される。吸気通路８内でのスラッジの生成はブローバイガスとともに吸気通路８に還流されるＮＯｘの質量流量に相関し、その量が多くなるほどスラッジが生成されやすくなる。前記の閾値１は、スラッジが生成の観点から許容されるＮＯｘの質量流量の限界値である。ＮＯｘの質量流量が許容限界である閾値１以上の場合、信号処理ユニット１１４は、吸気通路８内にデポジットが堆積しやすい状態になっていると診断し、デポジットを抑制するためのアクチュエータ操作を開始する。
【００３８】
前記のアクチュエータ操作は、ＮＯｘの発生を低減させるように行われる。具体例としては、点火装置２４を操作するのであれば点火時期を遅角させ、筒内インジェクタ２６を操作するのであれば燃料の噴射時期を変更する。点火装置２４と筒内インジェクタ２６の両方を操作するのでもよい。このようなアクチュエータ操作によってＮＯｘの発生を積極的に低減させることで、吸気通路８内に還流するＮＯｘを減量し、ＮＯｘとオイルや燃料との重合反応によって生成されたスラッジが吸気通路８内にデポジットとして堆積するのを抑えることができる。
【００３９】
診断２では、ＮＯｘの質量流量と所定の閾値２とが比較される。閾値２は、前記の閾値１よりも小さい値とされている。ＮＯｘの質量流量が閾値２以下の場合、次に、空燃比フィードバック制御による燃料噴射量の減量補正量と所定の閾値３とが比較される。ブローバイガスとともに吸気通路８に還流するＮＯｘの質量流量が少ない場合、燃料噴射量の減量補正量が大きいかどうか判定することで、オイルの燃料希釈の程度を診断することができる。オイルの燃料希釈が進むと、クランクケース内でオイルから蒸発するＨＣの量が増大し、クランクケース内でのＮＯｘとＨＣとの重合反応が促進される。その結果、クランクケース内のＮＯｘの量が少なくなって吸気通路８に還流されるＮＯｘの質量流量は低下する。燃料噴射量の減量補正量は、ブローバイガスに含まれるＨＣの量が多いほど、すなわち、クランクケース内でオイルから蒸発するＨＣの量が多いほど大きくなることから、ＮＯｘの質量流量が少なくなっていると同時に、燃料噴射量の減量補正量も大きくなっているのであれば、エンジン２の内部でオイルの燃料希釈が進んでいると判断することができる。その場合、オイルの燃料希釈が進んでいることを表す所定のフラグが立てられる。一方、ＮＯｘの質量流量は少なくなっているが、燃料噴射量の減量補正量は大きくなっていないのであれば、他の原因、例えば燃料系の何らかの異常の可能性があると判断することができる。
【００４０】
以上説明したように、制御装置としてのＥＣＵ１００は、ブローバイガスとともに吸気通路８に還流するＮＯｘの質量流量を計測し、その値からエンジン２の状態を診断する機能を有している。そして、その診断結果から必要と判断した場合には、点火装置２４等のアクチュエータを適宜に操作することによって吸気通路８内のデポジットを抑制する機能も有している。このようなＥＣＵ１００の機能を一つの処理フローで示したものが図３のフローチャートである。
【００４１】
図３のフローチャートによれば、最初のステップＳ２において、ＥＣＵ１００は排気空燃比が理論空燃比を中心とする所定範囲内に収まっているかどうか判定する。前述のＮＯｘの質量流量の計測方法は、ブローバイガスに含まれる酸素量が限りなくゼロになっていることを前提にしているためである。ＥＣＵ１００による空燃比フィードバック制御が行われているならば、排気空燃比は前記の所定範囲内に収まっている。
【００４２】
ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、ＥＣＵ１００は次のステップＳ４の処理を行う。ステップＳ４では、ＥＣＵ１００は吸気通路８内のＮＯｘ濃度と酸素濃度とを計測する。また、吸気通路８に取り込まれた新気の質量流量を計測する。
【００４３】
次のステップＳ６では、ＥＣＵ１００は酸素濃度と新気の質量流量とから吸気通路８に還流されたブローバイガスの質量流量を計算する。この計算には前記の式（２）が用いられる。
【００４４】
次のステップＳ８では、ＥＣＵ１００は新気の質量流量とブローバイガスの質量流量とから吸気通路８内の全ガスの質量流量を計算し、続いて、全ガスの質量流量とＮＯｘ濃度とから吸気通路８内のＮＯｘの質量流量を計算する。この計算には前記の式（３）が用いられる。
【００４５】
次のステップＳ１０では、ＥＣＵ１００はステップＳ８で算出したＮＯｘの質量流量が所定の閾値１以上かどうか判定する。ＮＯｘの質量流量が閾値１以上の場合、ＥＣＵ１００は次のステップＳ１２の処理を行う。ステップＳ１２では、ＥＣＵ１００は吸気通路８内に還流するＮＯｘを減量するための制御として点火時期の遅角を実施する。
【００４６】
一方、ＮＯｘの質量流量が閾値１よりも小さい場合は、ＥＣＵ１００は次のステップＳ１４の判定を行う。ステップＳ１４では、ＥＣＵ１００はステップＳ８で算出したＮＯｘの質量流量が所定の閾値２以下かどうか判定する。ＮＯｘの質量流量が閾値２以下の場合、ＥＣＵ１００はさらにステップＳ１６の判定を行う。
【００４７】
ステップＳ１６では、ＥＣＵ１００は、空燃比フィードバック制御において決定される燃料噴射量の減量補正量が所定の閾値３以上かどうか判定する。減量補正量が閾値３上の場合、ＥＣＵ１００は次のステップＳ１８の処理を行う。ステップＳ１８では、ＥＣＵ１００はクランクケース内のオイルの燃料希釈が進んでいると判断し、オイルの燃料希釈が進んでいることを表すフラグを立てる。
【００４８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態では１つのＮＯｘセンサを利用してＮＯｘ濃度と酸素濃度とを計測しているが、それぞれ専用のセンサを用いて別々に計測することも可能である。
【００４９】
また、上述の実施の形態ではＰＣＶバルブ付のブローバイガス還流通路１８はシリンダブロック４に接続されているが、シリンダヘッド６に接続されていてもよい。また、ブローバイガス還流通路２２は省略されていてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
２  エンジン
４  シリンダブロック
６  シリンダヘッド
８  吸気通路
１０  排気通路
１４  サージタンク
１６  スロットル
１８  ブローバイガス還流通路
２０  ＰＣＶバルブ
２２  ブローバイガス還流通路
２４  点火装置
２６  筒内インジェクタ
２８  ＥＧＲ通路
４０  エアフローメータ
４２  ＮＯｘセンサ
４４  空燃比センサ
４６  Ｏ２センサ
１００  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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